本发明专利技术公开了调控植物原花青素合成的MYB类转录因子及其编码基因和应用。本发明专利技术从苦荞中克隆了MYB类转录因子FtMYB43，其氨基酸序列为SEQ ID No.1所示。本发明专利技术将该转录因子FtMYB43基因分别遗传转化荞麦以及拟南芥获得转基因荞麦毛状根以及拟南芥，对获得的阳性拟南芥中的原花青素通路的酶基因进行表达量检测并检测FtMYB43基因转拟南芥异位表达后的原花青素含量，检测结果显示，FtMYB43基因有助于提高毛状根中类黄酮代谢途径部分关键酶基因的表达量，进而促进原花青素的生物合成；转基因株系原花青素含量有显著增加，说明FtMYB43基因参与上调拟南芥植株中原花青素的生物合成。成。成。
【技术实现步骤摘要】
调控植物原花青素合成的MYB类转录因子及其编码基因和应用
[0001]本专利技术涉及转录因子，尤其涉及从苦荞(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)中分离的MYB类转录因子及其编码基因，本专利技术进一步涉及它们在调控植物原花青素合成中的应用，属于MYB类转录因子及其应用领域。
技术介绍
[0002]现代临床医学观察表明苦荞制品具有降血糖、降血脂、冠心病、抗癌、抗衰老等药用疗效，这些生物活性与苦荞中生物类黄酮抗氧化能力密切相关。原花青素是苦荞重要的黄酮次生代谢产物，其分子结构中的多电子酚羟基结构，使之具有较强的生理活性，在保健食品、医药、化妆品等领域中被广泛使用。
[0003]MYB是植物体内最大的转录因子家族，是一类DNA结合蛋白，具有高度保守的DNA结合域
‑
MYB结构域，由51～52个氨基酸构成。根据MYB结构域达到个数可将MYB转录因子分为4类，即：R1
‑
MYB、R2R3
‑
MYB、R1R2R3
‑
MYB和4R
‑
MYB。MYB类转录因子广泛参与调控植物的生长发育过程，对次生代谢等具有重要调控作用。MYB转录因子基因在植物基因组数量庞大，是植物中最大的转录因子家族之一。目前研究发现，尽管已有很多MYB基因的功能已被证明，如参与次生代谢调控、环境与激素胁迫的应答、器官发育等，但是这些研究进展主要集中在模式植物拟南芥中。前人在苹果、樱桃、桃子、梨子、梨、覆盆子、草莓中均发现分离出多个与花青素合成有关的MYB转录因子，说明该类转录因子广泛参与植物中花青素通路的生物合成。原花青素物质合成途径作为植物的最重要的天然活性产物生成通路之一，在植物中环境适应适应和调控下游相关基因的应答上发挥重要作用。
[0004]但是，目前在苦荞中黄酮类化合物的代谢调控机理尚不清晰，关于原花青素类物质合成和调控机制的研究较少。
技术实现思路
[0005]本专利技术目的之一是提供从苦荞分离的与原花青素类物质合成相关的MYB类转录因子及其编码基因。
[0006]本专利技术目的之二是提供含有上述编码基因的重组表达载体以及含有该重组表达载体的宿主细胞。
[0007]本专利技术目的之三是将所述的转录因子及其编码基因应用于调控植物原花青素类物质合成等方面。
[0008]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
[0009]为实现上述目的，本专利技术一方面提供了从苦荞分离得到了MYB类转录因子FtMYB43，其氨基酸为(a)或(b)所示：
[0010](a)、SEQ ID No.1所示的氨基酸；或
[0011](b)、将SEQ ID No.1所示的氨基酸通过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或/和
插入而衍生得到的仍具有调控原花青素合成功能或活性的蛋白变体。
[0012]本专利技术进一步提供了MYB类转录因子的编码基因，其多核苷酸序列为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：
[0013](a)、SEQ ID No.2所示的多核苷酸序列；或
[0014](b)、编码SEQ ID No.1所示氨基酸序列的多核苷酸序列；或
[0015](c)、与SEQ ID NO.2的多核苷酸序列的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸序列，该多核苷酸序列所编码蛋白质仍具有调控原花青素合成功能；或
[0016](d)、与SEQ ID No.2所示的多核苷酸序列至少有90％或以上同源性的多核苷酸序列；或
[0017](e)、在SEQ ID NO.2所示的多核苷酸序列的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入的多核苷酸变体，且该多核苷酸变体所编码的蛋白仍具有调控原花青素合成的功能或活性。
[0018]本专利技术所述的蛋白变体可由遗传多态性或人为操作产生，这些操作方法通常为本领域所了解。例如，可通过DNA的突变来制备MYB转录因子的氨基酸序列变体或片段，其中由于诱变或改变多核苷酸的方法为本领域所习知。其中，保守的取代是将一种氨基酸残基替换成具有相似性质的另一种氨基酸。
[0019]本专利技术所述的转录因子FtMYB43包括天然存在的序列和变体两种形式。“变体”意指基本相似的序列，对于多核苷酸，变体包含天然多核苷酸中一个或多个位点处一个或多个核苷酸的缺失、插入或/和替换。对于多核苷酸，保守的变体包括由于遗传密码的简并性而不改变编码的氨基酸序列的那些变体。诸如此类天然存在的变体可通过现有的分子生物学技术来鉴定。变体多核苷酸还包括合成来源的多核苷酸，例如采用定点诱变所得到的仍编码SEQ ID No.1所示的氨基酸序列的多核苷酸变体或者是通过重组的方法(例如DNA改组)。本领域技术人员可通过以下分子生物技术手段来筛选或评价变体多核苷酸所编码蛋白的功能或活性：DNA结合活性、蛋白之间的相互作用，瞬时研究中基因表达的激活情况或转基因植物中表达的效应等。
[0020]本专利技术还提供了含有所述转录因子FtMYB43的编码基因的重组植物表达载体以及含有该重组植物表达载体的宿主细胞。
[0021]将所述FtMYB43基因可操作的与表达调控元件相连接，得到可以在植物中表达该编码基因的重组植物表达载体；该重组植物表达载体可以由5
′
端非编码区、SEQ ID No.2所示的多核苷酸序列和3
′
非编码区组成，其中，所述的5
′
端非编码区可以包括启动子序列、增强子序列或/和翻译增强序列；所述的启动子可以是组成性启动子、诱导型启动子、组织或器官特异性启动子；所述的3
′
非编码区可以包含终止子序列、mRNA切割序列等。合适的终止子序列可取自根癌农杆菌的Ti
‑
质粒，例如章鱼碱合成酶和胭脂碱合成酶终止区。
[0022]另外，本领域技术人员可以将SEQ ID No.2所示的多核苷酸进行优化以增强在植物中的表达效率。例如，可采用目标植物的偏爱密码子进行优化来合成多核苷酸以增强在目标植物中的表达效率。
[0023]所述重组植物表达载体还可含有用于选择转化细胞的选择性标记基因。选择性标记基因用于选择经转化的细胞或组织。标记基因包括：编码抗生素抗性的基因以及赋予除草化合物抗性的基因等。此外，所述的标记基因还包括表型标记，例如β
‑
半乳糖苷酶和荧光
蛋白等。
[0024]本专利技术还涉及将所述的转录因子FtMYB43编码基因引入到植物中以调控原花青素合成的应用，其中，所述的调控原花青素合成代谢包括促进原花青素的生物合成；作为参考，所述的应用包括：(1)构建含有所述转录因子FtMYB43编码基因的重组植物表达载体；(2)将所构建的重组植物表达载体转化到植物组织或植物细胞中；(3)将转录因子FtMYB43编码基因在植物组织或细胞中进行过表达。
[0025]本专利技术进一步提供了一种促进植物体内原花青素生物合成的方法，包括：(1)构建含有所述转录因子FtMYB43编码基因的重本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.从苦荞中分离的调控植物原花青素合成的MYB类转录因子，其特征在于，其氨基酸序列为(a)或(b)所示:(a)、SEQ ID No.1所示的氨基酸序列；或(b)、将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列通过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有调控原花青素合成功能或活性的蛋白变体。2.权利要求1所述的MYB类转录因子的编码基因，其特征在于，其多核苷酸为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：(a)、SEQ ID No.2所示的多核苷酸；或(b)、编码SEQ ID No.1所示氨基酸的多核苷酸；或(c)、与SEQ ID NO.2的多核苷酸的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸，该多核苷酸所编码蛋白质仍具有调控原花青素合成功能；或(d)、与SEQ ID No.2所示的多核苷酸至少有90％或以上同源性的多核苷酸；或(e)、在SEQ ID NO.2所示的多核苷酸的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入的多核苷酸变体，且该多核苷酸变体所编码的蛋白仍具有调控原花青素合成功能的功能或活性。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凯旋，周美亮，赵辉，范昱，丁梦琦，胡永平，
申请(专利权)人：贵州省威宁县东方神谷有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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